Teilprojekt C5: Multiloop-Rechnungen mit schweren Femionen im SM und MSSM
Leitung:
Prof. Dr. Matthias Steinhauser
Institut für Theoretische Teilchenphysik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Postfach 6980
D-76128 Karlsruhe, Germany
Telefon: +49 721/608-7149
Telefax: +49 721/608-8369
E-Mail: matthias.steinhauser@uka.de
Institut für Theoretische Teilchenphysik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Postfach 6980
D-76128 Karlsruhe, Germany
Telefon: +49 721/608-8361
Telefax: +49 721/608-8369
E-Mail: Luminita@particle.uni-karlsruhe.de\
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Mitarbeiter:
Dr. Alexey Pak
Dr. Christoph Reisser
Dr. Christopher Smith
Waldemar Martens
Jens Salomon
Nikolai Zerf
Fachgebiet und Arbeitsrichtung:
Theoretische Elementarteilchenphysik,
Seltene B-Mesonzerfälle,
Higgsboson Produktion und Zerfall,
Decoupling von
schweren Teilchen
Zusammenfassung:
In dem Forschungsvorhaben "Multiloop-Rechnungen mit schweren Fermionen im SM und MSSM " sollen physikalische Größen betrachtet werden, in denen massive Fermionen eine zentrale Rolle spielen. Dabei werden Quantenkorrekturen sowohl im Standardmodell (SM) als auch im Minimalen Supersymetrischen Standardmodell (MSSM) betrachtet.
Ein Aspekt dieses Teilprojekts beschäftigt sich mit Quanteneffekten zu seltenen Zerfällen von B-Mensonen. Im Hinblick auf laufende Experimente zur B-Physik ist es notwendig, die entsprechenden Quantenkorrekturen unter Kontrolle zu haben. Dabei ist der Zerfall B → X s γ aufgrund der hohen experimentellen Präzision von besonderem Interesse. In mehreren Analysen wurde gezeigt, dass die Korrekturen erster Ordnung zu großen theoretischen Unsicherheiten führen, die vor allem mit dem Auftreten der Charmquarkmassen zusammenhängen. Um mit den präzisen experimentellen Daten vergleichen zu können, ist es zum einen notwendig, innerhalb des Standardmodells der Elementarteilchenphysik die nächst-nächst-führenden Korrekturen zu berechnen. Zum anderen müssen auch die Korrekturen jenseits des Standardmodells betrachtet werden, damit präzise Aussagen über Abweichungen vom Standardmodell möglich sind. Beide Fragestellungen sollen in diesem Teilprojekt behandelt werden.
Ein weiterer Aspekt dieses Vorhabens beschäftigt sich mit der Relation zwischen der Masse im Onshell- und im sog. "Minimal Subtraction" -Schema, wobei Korrekturen, die mehr als eine Massenskala enthalten, betrachtet werden sollen.
Ein neuer Aspekt, der in der nächsten Förderperiode in das Teilprojekt aufgenommen werden soll, beschäftigt sich mit Quantenkorrekturen in einer Erweiterung des SM, dem MSSM. Insbesondere sollen dabei Zwei- und Dreischleifen-Effekte betrachtet werden, die benötigt werden, um die Präzision zu erreichen, die notwendig ist, um mit den experimentellen Daten, die in den kommenden Jahren erwartet werden, zu vergleichen. Dabei sollen drei Fragestellungen im Vordergrund stehen:
1. Dreischleifen-Korrekturen zur Masse des leichtesten Higgs-Bosons im MSSM
2. Schwelleneffekte beim Laufen von αs und
3. Quanteneffekte bei der Higgs-Boson-Produktion in Gluonfusion und dem Zerfall in
Gluonen und Photonen
Den drei Themengebieten ist gemeinsam, dass die wesentlichen Beiträge durch virtuelle Fermionschleifen geliefert werden. Außerdem gibt es mehrere Bausteine, wie z.B. Renormierungskonstanten oder auch Integrationsroutinen, die nur einmal zur Verfügung gestellt werden müssen.
Ein weiteres Thema im Projekt C5 beschäftigt sich mit der Rekonstruktion der zugrundeliegenden Großen Vereinheitlichten Theorien (GUT), die ihre Gültigkeit bei einer Skala μGUT≅1016GeV hat. Um von den präzisen Messungen zukünftiger Experimente profitieren zu können, müssen für den stark wechselwirkenden Sektor der MSSM Dreischleifen-Korrekturen zu den Renormierungsgruppengleichungen und Zweischleifen_Beiträge zu den Entkopplungskonstanten betrachtet werden. Die Schwellenkorrekturen beinhalten dabei sowohl die Beiträge der supersymmetrischen Teilchen als auch von der GUT.
Letzte Änderung: 17. Juni 2010